Сложная логистическая система Земля-Луна и высокие затраты требуют создания инновационной парадигмы надежности для поддержки развертывания и эксплуатации лунной базы обитания. В этой статье предложен метод совместной оптимизации, который закладывает основу для новой парадигмы через интеграцию проектирования надежности и резервирования, запасов запасных частей и планирования орбит космических аппаратов. Мы разработали двухэтапную модель планирования для строительства долговременной лунной базы обитания: на первом этапе достигаются цели по надежности и доступности с минимальными затратами массы через конфигурацию резервирования подсистем и установление базового запаса; на втором этапе оптимизируются тип топлива, масса топлива и трансферная орбита космического аппарата с целью минимизации общей массы запуска, включающей жилой модуль первого этапа и запасные части. Модель инновационно учитывает случайный спрос на запасные части, длительные интервалы поставок и ограничения на трансферные орбиты, являясь первым исследованием, реализующим совместную оптимизацию резервирования, стратегии запасных частей, многоступенчатых ракет и траекторий полета. Проверка модели распределения "резервирование-запасные части-орбита" в сеть земно-лунных узлов (9 узлов и 23 смены скорости) показала значительную связь между массой запуска, периодом пополнения запасов, трансферной орбитой, приростом скорости и удельным импульсом. Настоящее исследование впервые интегрирует теорию космической логистики в планирование надежного обслуживания, открывая новые направления для развертывания экономичных и надежных глубококосмических пилотируемых баз.

Распределение надежности-резервирования;Запасные части;Космическая логистика;Многоступенчатые ракеты;Системы жизнеобеспечения